JP3048376B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

車両のサスペンション装置

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JP3048376B2
JP3048376B2 JP2163868A JP16386890A JP3048376B2 JP 3048376 B2 JP3048376 B2 JP 3048376B2 JP 2163868 A JP2163868 A JP 2163868A JP 16386890 A JP16386890 A JP 16386890A JP 3048376 B2 JP3048376 B2 JP 3048376B2
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0185—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method for failure detection

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両のサスペンション装置に関するものであ
る。
（従来技術） 車両のサスペンションは、一般にパッシブサスペンシ
ョンと呼ばれるように、油圧緩衝器とばね（一般にはコ
イルばね）とからなるダンパユニットを有して、あらか
じめ設定されたダンパユニットの特性によってサスペン
ション特性が一律に設定される。勿論、油圧緩衝器の減
衰力を可変にすることも行なわれているが、これによっ
てサスペンション特性が大きく変更されるものではな
い。
一方、最近では、アクティブサスペンションと呼ばれ
るように、サスペンション特性を任意に変更し得るよう
にしたものが提案されている。このアクティブサスペン
ションにあっては、基本的に、各車輪と車体との間にシ
リンダ装置が架設されて、該シリンダ装置に対する作動
流体の供給と排出とを制御することによりサスペンショ
ン特性が制御される（特開昭63−130418号公報参照）。
このアクティブサスペンションにおいては、外部から
の作動流体の給排ということにより、車高制御、ロ−ル
制御、ピッチ制御等種々の制御のためにサスペンション
特性が大きく変更され得る。このようなアクティブサス
ペンションにあっては、姿勢制御のため基本的に、車高
を検出する車高センサが用いられる。
（発明が解決しようとする問題点） 前述のようなアクティブサスペンションを備えた車両
にあっては、車高センサが故障すると、正常に姿勢制御
を行なえないことになる。この車高センサ故障時には、
姿勢制御を直ちに中止することも考えられるが、姿勢制
御を中止することなく極力続行することが望まれる。
これに加えて、車高センサ故障時の姿勢状態で姿勢制
御を中止すると、かえって好ましくない場合を生じるこ
ともある。例えば、旋回中や悪路走行中では、各シリン
ダ装置間ではその内圧の大きさがかなり大きく相違して
いるものであり、この場合にそのまま姿勢制御を中止し
てしまうと、直進走行状態となったときや良路へと移行
した場合に、荷重各車輪間での接地荷重が大きく相違し
たり、車体が傾むいたまま走行されれてしまうことにも
なりかねない。
したがって、本発明の目的は、車高検出手段の故障に
対処しつつ適切な姿勢制御を続行して行なえるようにし
た車両のサスペンション装置を提供することを目的とす
る。
（発明の構成、作用） 上記目的を達成するため、本発明にあっては後述する
ような第１〜第４の４種類の構成が提供されるが、各構
成共通の共通構成要件として次のものを備えている。す
なわち、 車体と各車輪との間に架設され、作動流体の給排に応
じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して接続された
ガスばねと、 前記各シリンダ装置に対する作動流体の給排を行なう
給排制御弁と、 各車輪位置に対応した車高を個々独立して検出する車
高検出手段と、 前記各車高検出手段からの出力に基づいて得られる車
体の実際の姿勢状態が、所定の姿勢状態となるように前
記給排制御弁を制御する姿勢制御手段と、 前記車高検出手段の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記車高検出手段の故障が
検出されたとき、該故障が検出された車高検出手段から
の車高信号に代えて疑似車高信号を前記姿勢制御手段に
与えて、該疑似車高信号に基づいて前記姿勢制御手段に
よる姿勢制御を続行させる疑似車高信号付与手段と、 を共通構成要件として備えている。
上記共通構成要件を備えていることを前提として、本
発明の第１の構成は、次のような構成要件をさらに備え
ている。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に
記載のように、 前記各シリンダ装置のうち、左右のシリンダ装置間で
その内圧に所定以上の差圧があるか否かを検出する差圧
検出手段と、 前記差圧検出手段からの出力を受け、左右のシリンダ
装置間でその内圧に所定以上の差圧があるときに前記疑
似車高信号に基づいて前記姿勢制御手段による姿勢制御
を続行させる一方、該所定以上の差圧が存在しないとき
は該姿勢制御手段による姿勢制御を中止させる切換手段
と、 をさらに備えている。
前記共通構成要件を備えていることを前提として、本
発明の第２の構成は、次のような構成要件をさらに備え
ている。すなわち、特許請求の範囲における請求項２に
記載のように、 車体に作用する上下方向加速度を検出する上下方向加
速度検出手段と、 上記上下方向加速度検出手段で検出される上下方向加
速度を抑制するように前記給排制御弁を制御する他の姿
勢制御手段と、 前記姿勢制御手段が前記疑似車高信号に基づいて姿勢
制御を行なうときは、該疑似車高信号に基づかないで姿
勢制御を行なう場合に比して、上記他の姿勢制御手段の
制御ゲインが大きくなるように補正する制御ゲイン補正
手段と、 をさらに備えている。
前記共通構成要件を備えていることを前提として、本
発明の第３の構成は、次のような構成要件をさらに備え
ている。すなわち、特許請求の範囲における請求項３に
記載のように、 各車輪位置に対応した車高の変化速度を検出する車高
変化速度検出手段と、 上記車高変化速度検出手段で検出される車高変化速度
が小さくなるように前記給排制御弁を制御する他の姿勢
制御手段と、 前記姿勢制御手段が前記疑似車高信号に基づいて姿勢
制御を行なうときは、該疑似車高信号に基づかないで姿
勢制御を行なう場合に比して、上記他の姿勢制御手段の
制御ゲインが大きくなるように補正する制御ゲイン補正
手段と、 をさらに備えている。
前記共通構成要件を備えていることを前提として、本
発明の第４の構成は、次のような構成要件をさらに備え
ている。すなわち、特許請求の範囲における請求項４に
記載のように、 各シリンダ装置の圧力を検出する圧力検出手段と、 上記圧力検出手段からの出力を受け、車体前部と後部
との間でのねじり力を抑制するように前記給排制御弁を
制御する他の姿勢制御手段と、 前記姿勢制御手段が前記疑似車高信号に基づいて姿勢
制御を行なうときは、該疑似車高信号に基づかないで姿
勢制御を行なう場合に比して、上記他の姿勢制御手段の
制御ゲインが小さくなるように補正する制御ゲイン補正
手段と、 をさらに備えている。
前記第１〜第４の各構成を前提とした好ましい態様
は、特許請求の範囲における請求項５以下に記載のとお
りである。
（発明の効果） 請求項１ないし請求項４に記載された発明においては
それぞれ、基本的に、車高検出手段が故障したときは、
疑似車高信号を用いて、姿勢制御が理想的とは言えない
までも適切に続行し得ることになる。
そして、請求項１に記載された発明によれば、差圧が
あるときは、姿勢制御中止に起因して車体の姿勢が傾い
てしまう等の事態を防止するために疑似車高信号を用い
た姿勢制御を続行させつつ、差圧がないときは、姿勢制
御を中止して、故障したままの異常状態で好ましくない
姿勢制御が行われてしまう事態が防止される。
請求項２に記載された発明によれば、疑似車高信号に
基づく姿勢制御を行う場合はどうしても車高のずれとい
うものが生じてしまうが、上下方向加速度を抑制する他
の姿勢制御手段の制御度合いを高めることにより、疑似
車高信号に基づく姿勢制御中での車体の安定性を極力確
保する上で好ましいものとなる。
請求項３によれば、疑似車高信号に基づく姿勢制御を
行う場合はどうしても車高のずれというものが生じてし
まうが、車高変化速度を抑制する他の姿勢制御手段の制
御度合いを高めることにより、疑似車高信号に基づく姿
勢制御中での車体の安定性を極力確保する上で好ましい
ものとなる。
請求項４によれば、疑似車高信号に基づく姿勢制御を
行う場合はどうしても車高のずれというものが生じてし
まうが、この車高のずれに基づいて車体前後のねじり力
を抑制する他の姿勢制御手段による制御を通常通り行う
とステアリングバランスがくずれる原因となるが、この
他の姿勢制御手段の制御度合いを弱めることにより、疑
似車高信号に基づく姿勢制御中にステアリングバランス
が大きくくずれてしまうのを防止する上で好ましいもの
となる。
請求項５ないし請求項10によれば、疑似車高信号を得
るための具体的な手法が提供される。
（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。なお、以下の説明で数字と共に用いる符号「Ｆ」は
前輪用、「Ｒ」は後輪用であり、また「FR」は右前輪
用、「FL」は左前輪用、「RR」は右後輪用、「RL」は左
後輪用を意味し、したがって、これ等を特に区別する必
要のないときはこれ等の識別符号を用いないで説明する
こととする。
作動液回路 第１図において、１（1FR、1FL、1RR、1RL）はそれぞ
れ前後左右の各車輪毎に設けられたシリンダ装置で、こ
れ等は、ばね下重量に連結されたシリンダ２と、該シリ
ンダ２内より延びてばね上重量に連結されたピストンロ
ッド３とを有する。シリンダ２内は、ピストンロッド３
と一体のピストン４によってその上方に液室５が画成さ
れているが、この液室５と下方の室とは連通されてい
る。これにより、液室５に作動液が供給されるとピスト
ンロッド３が伸長して車高が高くなり、また液室５から
作動液が排出されると車高が低くなる。
各シリンダ装置１の液室５に対しては、ガスばね６
（6FR、6FL、6RR、6RL）が接続されている。この各ガス
ばね６は、小径とされた４本のシリンダ状ばね７により
構成され、各シリンダ状ばね７は互いに並列にかつオリ
フィス８を介して液室５と接続されている。そして、こ
れ等４本のシリンダ状ばね７のうち、１本を除いて、残
る３本は、切換弁９を介して液室５と接続されている。
これにより、切換弁９を図示のような切換位置としたと
きは、４本のシリンダ状ばね７がそのオリフィス８を介
してのみ連通され、このときの減衰力が小さいものとな
る。また、切換弁９が図示の位置から切換わると、３本
のシリンダ状ばね７は切換弁９内に組込まれたオリフィ
ス10をも介して液室５と連通されることとなり、減衰力
が大きいものとなる。勿論、切換弁９の切換位置の変更
により、ガスばね６によるばね特性も変更される。そし
て、このサスペンション特性は、シリンダ装置１の液室
５に対する作動液の供給量を変更することによっても変
更される。
図中11はエンジンにより駆動されるポンプで、リザ−
バタンク12によりポンプ11が汲上げた高圧の作動液が、
共通通路13に吐出される。共通通路13は、前側通路14F
と後側通路14Rとに分岐されて、前側通路14Fはさらに右
前側通路14FRと、左前側通路14FLとに分岐されている。
この右前側通路14FRは、右前輪用シリンダ装置1FRの液
室５に接続され、また左前側通路14FLは、左前輪用シリ
ンダ装置1FLの液室５に接続されている。この右前側通
路14FRには、その上流側より、供給用流量制御弁15FR、
遅延弁としてのパイロット弁16FRが接続されている。同
様に、左前側通路14FLにも、その上流側より、供給用流
量制御弁15FL、パイロット弁16FLが接続されている。
右前側通路14FRには、両弁15FRと16FRとの間より右前
側通路用の第１リリ−フ通路17FRが連なり、この第１リ
リ−フ通路17FRは最終的に、前輪用リリ−フ通路18Fを
経てリザ−バタンク12に連なっている。そして、第１リ
リ−フ通路17FRには、排出用流量制御弁19FRが接続され
ている。また、パイロット弁16FR下流の通路14FRは、第
２リリ−フ通路20FRを介して第１リリ−フ通路17FRに連
なり、これにはリリ−フ弁21FRが接続されている。さら
に、シリンダ装置1FR直近の通路14FRには、フィルタ29F
Rが介設されている。このフィルタ29FRは、シリンダ装
置1FRとこの最も近くに位置する弁16FR、21FRとの間に
あって、シリンダ装置1FRの摺動等によってここから発
生する摩耗粉が当該弁16FR、21FR側へ流れるのを防止す
る。
なお、左前輪用の通路構成も右前輪用通路構成と同様
に構成されているので、その重複した説明は省略する。
前記共通通路13にはメインのアキュムレ−タ22が接続
され、また前輪用リリ−フ通路18Fにもアキュムレ−タ2
3Fが接続されている。このメインのアキュムレ−タ22
は、後述するサブのアキュムレ−タ24と共に作動液の蓄
圧源となるものであり、シリンダ装置１に対する作動液
供給量に不測が生じないようにするためのものである。
また、アキュムレ−タ23Fは、前輪用のシリンダ装置１
内の高圧の作動液が低圧のリザ−バタンク12へ急激に排
出されるのを防止、すなわちウオ−タハンマ現象を防止
するためのものである。
後輪用シリンダ装置1RR、1RLに対する作動液給排通路
も前輪用と同様に構成されているので、その重複した説
明は省略する。ただし、後輪用通路にあっては、パイロ
ット弁21FR、21FLに相当するものがなく、また後輪通路
14Rには、メインのアキュムレ−タ22からの通路長さが
前輪用のものよりも長くなることを考慮して、サブのア
キュムレ−タ24が設けられている。
前記共通通路13、すなわち前後輪用の各通路14F、14R
は、リリ−フ通路25を介して、前輪用のリリ−フ通路18
Fに接続され、該リリ−フ通路25には、電磁開閉弁から
なる制御弁26が接続されている。
なお、第１図中27はフィルタ、28はポンプ11からの吐
出圧が所定の範囲内となるように調整するための調圧弁
であり、この調圧弁28は、実施例ではポンプ11を可変容
量型斜板ピストン式として構成して、該ポンプ11に一体
に組込まれたものとなっている（吐出圧120〜160kg/c
m2）。
前記パイロット弁16は、前後用の通路14Fあるいは14
R、したがって共通通路13の圧力とシリンダ装置１側の
圧力との差圧に応じて開閉される。このため、前輪用の
パイロット弁16FR、16FLに対しては、通路14Fより分岐
された共通パイロット通路31Fが導出され、該共通パイ
ロット通路31Fより分岐された２本の分岐パイロット通
路のうち一方の通路31FRがパイロット弁16FRに連なり、
また他方の通路31FLがパイロット弁16FLに連なってい
る。そして、上記共通パイロット通路31Fには、オリフ
ィス32Fが介設されている。なお、後輪用のパイロット
通路も同様に構成されている。
上記各パイロット弁16は、例えば第２図のように構成
されており、図示のものは右前輪用のものを示してあ
る。このパイロット弁16は、そのケ−シング33内に、通
路14FRの一部を構成する主流路34が形成され、該主流路
34に対して、通路14FRが接続される。上記主流路34の途
中には弁座35が形成され、ケ−シング33内に摺動自在に
嵌挿された開閉ピストン36がこの弁座35に離着座される
ことにより、パイロット弁16FRが開閉される。
上記開閉ピストン36は、弁軸37を介して制御ピストン
38と一体化されている。この制御ピストン38は、ケ−シ
ング33内に摺動自在に嵌挿されて該ケ−シング33内に液
室39を画成しており、該液室39は、制御用流路40を介し
て分岐パイロット通路31FRと接続されている。そして、
制御ピストン36は、リタ−ンスプリング41により、開閉
ピストン36が弁座35に着座する方向、すなわちパイロッ
ト弁16FRが閉じる方向に付勢されている。さらに、制御
ピストン38には、連通口42を介して、液室39とは反対側
において、主流路34の圧力が作用される。これにより、
液室39内（共通通路13側）の圧力が、主流路34内（シリ
ンダ装置1FR側）の圧力の1/4以下となると、開閉ピスト
ン36が弁座35に着座してパイロット弁16FRが閉じられ
る。
ここで、パイロット弁16FRが開いている状態から、共
通通路13側の圧力が大きく低下すると、オリフィス32F
の作用によりこの圧力低下は遅延されて液室39に伝達さ
れ、したがって当該パイロット弁16FRは上記圧力低下か
ら遅延して閉じられることになる（実施例ではこの遅延
時間を約１秒として設定してある）。
次に、前述した各弁の作用について説明する。
切換弁９ 切換弁９は、実施例では、旋回中においてのみ減衰力
が大きくなるように切換作動される。
リリ−フ弁21 リリ−フ弁21は、常時は閉じており、シリンダ装置１
側の圧力が所定値以上（実施例では160〜200kg/cm2）に
なると、開かれる。すなわちシリンダ装置１側の圧力が
異常上昇するのを防止する安全弁となっている。
勿論、リリ−フ弁21は、後輪用のシリンダ装置1RR、1
RLに対しても設けることができるが、実施例では、重量
配分が前側の方が後側よりもかなり大きく設定された車
両であることを前提としていて、後輪側の圧力が前輪側
の圧力よりも大きくならないという点を勘案して、後輪
側にはリリ−フ弁21を設けていない。
流量制御弁15、19 供給用および排出用の各流量制御弁15、19共に、電磁
式のスプ−ル弁とされて、開状態と閉状態とに適宜切換
えられる。ただし、開状態のときは、その上流側と下流
側との差圧がほぼ一定となるような差圧調整機能を有す
るものとなっている（流量制御の関係上、この差圧を一
定にすることが要求される）。さらに詳しくは、流量制
御弁15、19は、供給される電流に比例してそのスプ−ル
の変位位置すなわち開度が変化され、この供給電流は、
あらかじめ作成、記憶された流量−電流の対応マップに
基づいて決定される。すなわち、供給電流が、そのとき
の要求流量に対応している。
この流量制御弁15、19の制御によってシリンダ装置１
への作動液供給と排出とが制御されて、サスペンション
特性が制御されることになる。
これに加えて、イグニッションOFFのときは、このOFF
のときから所定時間（実施例では２分間）、車高を低下
させる方向の制御だけがなされる。すなわち、降車等に
起因する積載荷重の変化を勘案してして車高が部分的に
高くなってしまうのを防止する（基準車高の維持）。
制御弁26 制御弁26は、常時は励磁されることによって閉じら
れ、フェイル時に開かれる。このフェイル時としては、
例えば流量制御弁15、19の一部が固着してしまった場
合、後述するセンサ類が故障した場合、作動液の液圧が
失陥した場合、ポンプ11が失陥した場合等がある。
これに加えて実施例では、制御弁26は、イグニッショ
ンOFFのときから所定時間（例えば２分）経過した後に
開かれる。
なお、この制御弁26が開いたときは、パイロット弁16
が遅れて閉じられることは前述の通りである。
パイロット弁16 既に述べた通り、オリフィス32F、32Rの作用により、
共通通路13の圧力が低下してから遅延して開かれる。こ
のことは、例えば流量制御弁15の一部が開きっぱなしと
なったフェイル時に、制御弁26の開作動に起因するパイ
ロット圧低下によって通路14FR〜14RLを閉じて、シリン
ダ装置1FR〜1RL内の作動液を閉じこめ、車高維持が行な
われる。勿論、このときは、サスペンション特性はいわ
ゆるパッシブなものに固定される。
制御系 第３図は、第１図に示す作動液回路の制御系統を示す
ものである。
この第３図において、WFRは右前輪、WFLは左前輪、WR
Rは右後輪、WRLは左後輪であり、Ｕはマイクロコンピュ
−タを利用して構成された制御ユニットである。この制
御ユイットＵには各センサ51FR〜51RL、52FR〜52RL、53
FR、53FL、53Rおよび61〜63からの信号が入力され、ま
た制御ユニットＵからは、切換弁９、前記流量制御弁15
（15FR〜15RL）、19（19FR〜19RL）および制御弁26に対
して出力される。
上記センサ51FR〜51RLは、各シリンダ装置1FR〜1RLに
設けられてその伸び量、すなわち各車輪位置での車高を
検出するものである。センサ52FR〜52RLは、各シリンダ
装置1FR〜1RLの液室５の圧力を検出するものである（第
１図をも参照）。センサ53FR、53FL、53Rは、上下方向
の加速度を検出するＧセンサである。ただし、車両Ｂの
前側については前車軸上でほぼ左対称位置に２つのＧセ
ンサ53FR、53FLが設けられているが、車両Ｂの後部につ
いては、後車軸上において左右中間位置において１つの
Ｇセンサ53Rのみが設けられている。このようにして、
３つのＧセンサによって、車体Ｂを代表する１つの仮想
平面が規定されているが、この仮想平面は略水平面とな
るように設定されている。上記センサ61は車速を検出す
るものである。上記センサ62はハンドルの操作速度すな
わち舵角速度を検出するものである（実際には舵角を検
出して、この検出された舵角より演算によって舵角速度
が算出される）。上記センサ63は、車体に作用する横Ｇ
を検出するものである（実施例では車体のＺ軸上に１つ
のみ設けてある）。
制御ユニットＵは、基本的には、第4A図、第4B図に概
念的に示すアクティブ制御、すなわち実施例では、車両
の姿勢制御（車高信号制御および車高変位速度制御）
と、乗心地制御（上下加速度信号制御）と、車両のねじ
り制御（圧力信号制御）とを行なう。そして、これ等各
制御の結果は、最終的に、流量調整手段としての流量制
御弁15、19を流れる作動液の流量として表われる。
アクティブ制御 さて次に、各センサの出力に基づいてサスペンション
特性をどのように制御するかの一例について、第4A図、
第4B図を参照しつつ説明する。
この制御の内容は、大別して、もっとも基本となる車
高センサの出力およびその微分値（車高変位速度）に基
づいて車体Ｂの姿勢制御を行なう制御系X1、X2と、Ｇセ
ンサの出力に基づいて乗心地制御を行なう制御系X3と、
圧力センサの出力に基づいて車体Ｂのねじれ抑制制御を
行なう制御系X4と、横Ｇセンサ63の出力に基づくロ−ル
振動低減制御X5とからなり、以下に分説する。
制御X1（車高変位成分） この制御は、バウンスと、ピッチ（ピッチング）と、
ロ−ルとを抑制する３つの姿勢側制御からなり、各制御
は、Ｐ制御（比較制御）によるフィ−ドバック制御とさ
れる。
まず、符号70は、車高センサ51FR〜51RLのうち、左右
の前輪側の出力ＸFR,XFLを合計するとともに、左右の後
輪側の出力ＸRR,XRLを合計して、車両のバウンス成分を
演算するバウンス成分演算部である。符号71は、左右の
前輪側の出力ＸFR,XFLの合計値から、左右の後輪側の出
力ＸRR,XRLの合計値を減算して、車両のピッチ成分を演
算するピッチ成分演算部である。符号72は、左右の前輪
側の出力の差分ＸFR−ＸFLと、左右の後輪側の出力の差
分ＸRR−ＸRLとを加算して、車両のロ−ル成分を演算す
るロ−ル成分演算部である。
符号73は、前記バウンス成分演算部70で演算された車
両のバウンス成分、及び目標平均車高決定部91からの目
標車高信号ＴHが入力され、ゲイン係数ＫB1に基づい
て、バウンス制御での各車輪の流量制御弁に対する制御
量を演算するバウンス制御部である。符号74は、ピッチ
成分演算部71で演算された車両のピッチ成分、および目
標ピッチ量決定部92からの目標ピッチ量Tpが入力され、
ゲイン係数ＫP1に基づいて、目標ピッチ量Tpに対応して
車高となるようにピッチ制御での各流量制御弁の制御量
を演算するピッチ制御部である。符号75は、ロ−ル成分
演算部72で演算された車両のロ−ル成分、及び目標ロ−
ル量決定部93からの目標ロ−ル量ＴRが入力され、ゲイ
ン係数ＫRF1,KRP1に基づいて、目標ロ−ル量ＴRに対応
する車高になるように、ロ−ル制御での各流量制御弁の
制御量を演算するロ−ル制御部である。
そして、車高を目標車高に制御すべく、前記各制御部
73、74、75で演算された各制御量は、各車輪毎にその正
負が反転（車高センサ51FR〜51RLの車高変位信号の正負
とは逆になるように反転）させられ、その後、各車輪に
対するバウンス、ピッチ、ロ−ルの各制御量が加算さ
れ、制御系X1において、対応する比例流量制御弁の流量
信号ＱFR1,QFL1,QRR1,QRL1が得られる。
ここで、目標車高ＴHとしては、例えば車両の最低地
上高で示した場合例えば150mmというようにある一定値
のままとすることができる。また、目標車高ＴHを変化
させることもでき、この場合は、例えば車高に応じて段
階的あるいは連続可変式にＴHを変更することができる
（例えば車速が80km/h以上となったときに、最低地上高
を130mmにする）。
なお、目標ピッチ量Tp,目標ロ−ル量ＴRについては後
述する。
制御系X2（車高変位速度成分） 制御系X2においては、ピッチ制御とロ−ル制御とが行
われる。
先ず、ピッチ制御部78に対して、前記ピッチ成分演算
部71からのピッチ成分と、目標ピッチ量ＴPとが入力さ
れる。このピッチ制御部78は、目標ピッチ量ＴPから離
れる方向へのピッチ成分（車体前部の車高と車体後部の
車高との偏差となる）の変化速度、すなわち車高センサ
51FR〜51RLからの信号のサンプリング時間（実施例では
10msec）毎に変化量が求められる。そして、ピッチ量を
増大させる方向への変化速度が小さくなるように、制御
ゲインＫP2を用いて、各流量制御弁に対する制御流量を
決定する。
また、ロ−ル制御部79に対しては、前記ロ−ル量演算
部72からのロ−ル量（ロ−ル角）と目標ロ−ル量決定手
段からの目標ロ−ル量ＴRとが入力される。このロ−ル
制御部79は、左右前輪と左右後輪との各組毎に、目標ロ
−ル量ＴRから離れる方向への実際のロ−ル量の変化速
度が小さくなるように、制御ゲインＫRF2あるいはＫRR2
を用いて、各流量制御弁に対する制御流量を決定する。
上記各制御部78、79で決定された制御量は、それぞれ
の正負が反転された後、各流量制御弁（各シリンダ装置
1FR〜1RL）毎に加算されて、制御系X2における制御流量
ＱFR2,QFL2,QRR2,QRL2が決定される。なお、各制御部7
8、79において示す「Ｓ」は微分を示す演算子である。
制御系X3（上下加速度成分） 先ず、符号80は、３個の上下加速度センサ53FR、53F
L、53Rの出力ＧFR,GFL,GRを合計して、車両のバウンス
成分を演算するバウンス成分演算部である。符号81は、
３個の上下加速度センサ53FR、53FL、53Rのうち、左右
の前輪側の出力ＧFR,GFL，の各半分値の合計値から、後
輪側の出力ＧRを減算して、車両のピチ成分を演算する
ピッチ成分演算部である。符号82は、右側前輪側の出力
ＧFRから、左側前輪側の出力ＧFLを減算して、車両のロ
−ル成分を演算するロ−ル成分演算部である。
そして、符号83は、前記バウンス成分演算部80で演算
された車両のバウンス成分が入力され、ゲイン係数ＫB3
に基づいてバウンス制御での各車輪の流量制御弁に対す
る制御量を演算するバウンス制御部である。符号84は、
ピッチ成分演算部81で演算された車両のピッチ成分が入
力され、ゲイン係数ＫP3に基づいて、ピッチ制御での各
流量制御弁の制御量を演算するピッチ制御部である。符
号85は、ロ−ル成分演算部82で演算された車両のロ−ル
成分が入力され、ゲイン係数ＫRF3,KRR3に基づいて、ロ
−ル制御での各流量制御弁の制御量を演算するロ−ル制
御部である。
そして、車両の上下振動をバウンス成分、ピッチ成
分、ロ−ル成分で抑えるべく、前記各制御部83〜85で演
算された各制御量は、各車輪毎にその正負が反転させら
れ、その後、各車輪に対するバウンス、ピッチ、ロ−ル
の各制御量が加算され、制御系X3において、対応する比
例流量制御弁の流量信号ＱFR3,QFL3,QRR3,QRL3が得られ
る。
制御系X4 先ず、ウオ−プ制御部90を備えて、これは前輪側の液
圧比演算部90aと、後輪側の液圧比演算部90bを備えてい
る。
上記前輪側の液圧比演算部90aは、前輪側の２個の液
圧センサ52FR、52FLの液圧信号ＰFR,PFLが入力されて、
前輪側の合計液圧（ＰFR＋ＰFL）に対する左右の液圧差
（ＲFR−ＰFL）の比（ＰFR−ＰFL）／（ＰFR＋ＰFL）を
演算する。また後輪側の液圧比演算部90bは、後輪側で
同様の液圧比（ＰRR−ＰRL）／（ＰRR＋ＰRL）を演算す
る。
そして、後輪側の液圧比をゲイン係数ωＦで所定倍し
た後、これを前輪側の液圧比から減算し、その結果を、
ゲイン係数ωＦで所定倍すると共に、前輪側ではゲイン
係数ωＣで所定倍し、その後、各車輪に対する制御量を
左右輪間で均一化すべく反転して、制御系X4において、
対応する流量制御弁の流量信号ＱFR4,QFL4,QRR4,QRL4が
得られる。
制御系X5（横Ｇ成分） 制御検出X5は、横Ｇセンサ63からの信号に基づいて、
車体に作用する横Ｇが大きくなるのを抑制して、ロ−ル
振動低減のためにされる。この制御系X5では、制御部10
0で制御ゲインＫGに基づいて得られた信号を、右側車輪
と左側車輪とで符号を反転して、対応する流量制御弁の
流量信号ＱFR5,QFL5,QRR5,QRL5が得られる。そして、前
側と後側とでの制御比率が、係数ＡGFによって変更され
る。
各制御系X1〜X4の総合 以上のようにして、各流量制御弁ごとに決定された流
量信号の車高変位成分ＱFR1,QFL1,QRR1,QRL1，車高変位
速度成分ＱFR2,QFL2,QRR2,QRL2，上下加速度成分ＱFR3,
QFL3,QRR3,QRL3，圧力成分ＱFR4,QFL4,QRR4,QRL4、横Ｇ
成分ＱFR5,QFL5,QRR5,QRL5は、最終的に加算され、最終
的なト−タル流量信号ＱFR,QFL,QRR,QRLが得られる。
第4A図、第4B図で用いられた制御ゲイン等の具体的な
設定例を、次の第１表に示してある。
この第１表において、第4A図、第4B図において示され
ていない符号の意味するところは次の通りである。先
ず、ＸHは車高信号対応で、その不感帯設定用である。
ＧGは上下方向および横方向の各Ｇセンサ対応で、その
不感帯設定用である。ＱMAXは流入、流出についての最
大流量の制限設定用である。ＰMAXは流入圧力の制限設
定用であり、ＰMINは排出圧力の制限設定用である。
また、第１表において、モ−ド１からモ−ド７まで設
定されているが、各モ−ドの設定特性は次の通りであ
る。先ず、モ−ド１は、エンジンOFF後60秒間使用され
るもので、停車中の車高変化防止用である。モ−ド２は
車速零のときに使用されるもので、車両姿勢の保持のた
めのものである。モ−ド３ないしモ−ド７は走行中に使
用されるもので、モ−ド３は乗心地重視の設定であり、
モ−ド４は逆ロ−ル設定用であり、モ−ド５は乗心地と
操縦安定性との両立を図るものであり、モ−ド６は乗心
地と姿勢保持との両立を図るものであり、モ−ド７は操
縦安定性を重視した設定である。これ等モ−ド３〜モ−
ド７の使用領域の設定は、第５図あるいは第６図に示す
ように車速と横Ｇとをパラメ−タとして切換えられ、第
５図と第６図の態様の切換えは別途設けたモ−ド切換ス
イッチ64によってなされる（第３図参照）。なお、目標
車高ＴHは所定の基準車高（例えば最低地上高で160mm相
当）を基準にして車速に応じて変更され、目標ロ−ル車
高ＴRは横Ｇをパラメ−タとして変更される。
モ−ド１〜モ−ド７の間でのモ−ド変更の際、高いモ
−ドへの移行時例えばモ−ド３からモ−ド５あるいはモ
−ド６への移行時等は、遅延を行なうことなく直ちに行
なわれる。これに対して、低モ−ドへの移行時例えばモ
−ド７からモ−ド５あるいはモ−ド３への移行時等は、
モ−ドを１つつづく順次小さくしていくと共に、この１
つのモ−ド低下の際毎にそれぞれ所定の遅延時間が設定
される。より具体的には、モ−ド７からモ−ド５へ移行
する場合を考えると、モ−ド７→遅延時間経過→モ−ド
６→遅延時間経過→モ−ド５というように変更される。
故障対応制御の詳細 さて次に、第７図〜第８図に示すフロ−チャ−トを参
照しつつ、故障時の制御について説明する。なお、以下
の説明でＰはステップを示す。
先ず、P1において、フラグＦが１であるか否かが判別
されるが、このフラグＦは１のときが故障発生時である
ことを示す。このP1の判別でYESのときは、P2におい
て、故障信号すなわち故障の種類を示す信号が入力され
た後、P3においてこの故障の種類が前述の故障モ−ドの
いずれであるかが識別される。この後は、P5〜P16の処
理によって、故障モ−ドに対応した故障対応の制御が行
なわれる。すなわち、P5〜P7が故障モ−ドＢに対応した
ものであり、P8〜P10が故障モ−ドＡ−０に対応したも
のであり、P11〜P13が故障モ−ドＡ−１に対応したもの
であり、P14〜P16が故障モ−ドＣに対応したものであ
る。
P5、P8、P11、P14の全ての判別がNOのときは、一旦制
御が休止される。
前記P3の判別でNOのときは、故障未発生であってその
ままリタ−ンされるが、このときに前述のアクティブ制
御が行なわれる。
前記P1の判別でYESのときは、P18において故障モ−ド
がＢあるいはＡ−０であるか否かが判別される。このP1
8の判別でYESのときは、そのままリタ−ンされる（アク
ティブ制御の復帰なし）。また、P18の判別でNOのとき
は、P19においてイグニッションスイッチがOFFされたと
きであるか否かが判別され、この判別でNOのときはその
ままリタ−ンされる。そして、P19の判別でYESのとき
は、P20においてフラグＦが０にリセットされる（再び
イグニッションスイッチをONしたときにアクティブ制御
の復帰可能性有り）。
第７図のフロ−チャ−トに対して、第８図のフロ−チ
ャ−トが割込み処理される。この第８図は、車高センサ
が故障したときの対応用である。先ず、P21において、
車高センサが故障しているか否かが判別される。このP2
2の判別でYESのときは、P22において、所定以上の（所
定以上の横Ｇを発生させる）旋回中であるか否か、すな
わち左右のシリンダ装置２の内圧に所定以上の差圧が存
在する状態であるか否かが判別される。このP22の判別
でYESのときは、P23において、第９図に示すように時間
をパラメ−タとして設定された補正量Ａ、Ｂが設定され
る。
P23の後、P24において、故障した車高センサが旋回外
輪側用のものであるか否かが判別される。このP24の判
別でYESのときは、P25において、故障した車高センサが
前輪側用のものであるか否かが判別される。このP25の
判別でYESのときは、P26において、故障した車高センサ
用の疑似車高信号Ｘが、基準車高X0から補正量Ａを差引
いた値として設定される。また、P25の判別でNOのとき
は、P27において、疑似車高信号Ｘが、基準車高X0から
補正量Ｂを差引いた値として設定される。
前記P24の判別でNOのときは、P31にお故障した車高セ
ンサが前輪側用のものであるか否かが判別される。この
P31の判別でYESのときは、P32において、故障した車高
センサ用の疑似車高信号Ｘが、基準車高X0に対して補正
量Ａを加算した値として設定される。また、P31の判別
でNOのときは、P33において、疑似車高信号Ｘが、基準
車高X0に対して補正量Ｂを加算した値として設定され
る。
上記P26、P27、P32あるいはP33の後は、P28におい
て、図に示すように各種ゲインが補正される。この補正
中、大きい値に補正されるＫRF2、ＫRR2、ＫRF3、ＫRR3
の補正は、つまるところ、車体の姿勢変化を抑制しつつ
アンダステアリング傾向を強める（安定性向上）ためで
ある。また、ＡGFを前輪重視型に補正することにより上
記アンダステアリング傾向を強める方向への補正が行な
われる。そして、上述のような効果を効果的に行なうべ
く、ウォ−プ制御の制御比率を弱めるべくωＡが小さい
値に補正され、また全体として急激な姿勢変化を防止す
べく最大流量の制限値ＱMAXが小さい値に補正される。
この後P29において、所定時間経過したか否かが判別
され、このP29の判別でNOのときは再びP23以降の処理が
行なわれる（補正量Ａ、Ｂが時間の経過と共に変更され
る）。そして、P29の判別でYESとなった時点で、故障モ
−ドＢに対応した制御が行なわれる。
前記P22の判別でNOのときは、P34において、目標車高
を基準車高とすると共に、図に示すように制御ゲイン等
が補正される（この補正された状態でアクティブ制御が
続行される）。なおP34の処理に代えて、アクティブ制
御を中止してもよい（故障モ−ドＡ−０の実行）。
前記P21の判別でNOのときは、車高センサ故障用の特
別の制御は不用なときなので、そのままリタ−ンされ
る。
以上実施例について説明したが、疑似車高信号の設定
としては、次のようにしてもよい。
故障した車高センサとは左右反対側にある車高センサ
での検出車高を、そのまま疑似車高信号として設定して
もよい。この場合は、車体を水平状態に維持しようとす
る制御となる。
故障した車高センサとは左右反対側にある車高センサ
での検出車高の基準車高からの偏差を求めて、この偏差
を＋、−逆にした値を基準車高に加算してなる値を疑似
車高信号として設定してもよい。すなわち、旋回内輪側
の車高は高く、旋回外輪側の車高は低くなる一方、この
高くあるいは低くなる程度は基準車高を境にして内輪側
と外輪側とでは同じ程度である点を勘案して、疑似車高
信号を設定しようとするものである。
疑似車高信号を基準車高そのものとして設定してもよ
い。
【図面の簡単な説明】
第１図はアクティブサスペンションの全体回路例を示す
図。 第２図は第１図中のパイロット弁の一例を示す断面図。 第３図は第１図に示す回路の制御系統を示す図。 第4A図、第4B図はアクティブ制御を行なうための一例を
示す全体系統図。 第５図、第６図は各モ−ドの使用領域の設定例を示す
図。 第７図、第８図は本発明の制御例を示すフロ−チャ−
ト。 第９図は第８図の制御に用いる補正量を示す図。 1FR〜1RL:シリンダ装置 15FR〜15RL:供給用制御弁 19FR〜19RL:排出用制御弁 51FR〜51RL:車高センサ U:制御ユニット 5:液室

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車体と各車輪との間に架設され、作動流体
    の給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して接続されたガ
    スばねと、 前記各シリンダ装置に対する作動流体の給排を行なう給
    排制御弁と、 各車輪位置に対応した車高を個々独立して検出する車高
    検出手段と、 前記各車高検出手段からの出力に基づいて得られる車体
    の実際の姿勢状態が、所定の姿勢状態となるように前記
    給排制御弁を制御する姿勢制御手段と、 前記車高検出手段の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記車高検出手段の故障が検
    出されたとき、該故障が検出された車高検出手段からの
    車高信号に代えて疑似車高信号を前記姿勢制御手段に与
    えて、該疑似車高信号に基づいて前記姿勢制御手段によ
    る姿勢制御を続行させる疑似車高信号付与手段と、 前記各シリンダ装置のうち、左右のシリンダ装置間でそ
    の内圧に所定以上の差圧があるか否かを検出する差圧検
    出手段と、 前記差圧検出手段からの出力を受け、左右のシリンダ装
    置間でその内圧に所定以上の差圧があるときに前記疑似
    車高信号に基づいて前記姿勢制御手段による姿勢制御を
    続行させる一方、該所定以上の差圧が存在しないときは
    該姿勢制御手段による姿勢制御を中止させる切換手段
    と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  2. 【請求項２】車体と各車輪との間に架設され、作動流体
    の給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して接続されたガ
    スばねと、 前記各シリンダ装置に対する作動流体の給排を行なう給
    排制御弁と、 各車輪位置に対応した車高を個々独立して検出する車高
    検出手段と、 前記各車高検出手段からの出力に基づいて得られる車体
    の実際の姿勢状態が、所定の姿勢状態となるように前記
    給排制御弁を制御する姿勢制御手段と、 前記車高検出手段の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記車高検出手段の故障が検
    出されたとき、該故障が検出された車高検出手段からの
    車高信号に代えて疑似車高信号を前記姿勢制御手段に与
    えて、該疑似車高信号に基づいて前記姿勢制御手段によ
    る姿勢制御を続行させる疑似車高信号付与手段と、 車体に作用する上下方向加速度を検出する上下方向加速
    度検出手段と、 上記上下方向加速度検出手段で検出される上下方向加速
    度を抑制するように前記給排制御弁を制御する他の姿勢
    制御手段と、 前記姿勢制御手段が前記疑似車高信号に基づいて姿勢制
    御を行なうときは、該疑似車高信号に基づかないで姿勢
    制御を行なう場合に比して、上記他の姿勢制御手段の制
    御ゲインが大きくなるように補正する制御ゲイン補正手
    段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  3. 【請求項３】車体と各車輪との間に架設され、作動流体
    の給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して接続されたガ
    スばねと、 前記各シリンダ装置に対する作動流体の給排を行なう給
    排制御弁と、 各車輪位置に対応した車高を個々独立して検出する車高
    検出手段と、 前記各車高検出手段からの出力に基づいて得られる車体
    の実際の姿勢状態が、所定の姿勢状態となるように前記
    給排制御弁を制御する姿勢制御手段と、 前記車高検出手段の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記車高検出手段の故障が検
    出されたとき、該故障が検出された車高検出手段からの
    車高信号に代えて疑似車高信号を前記姿勢制御手段に与
    えて、該疑似車高信号に基づいて前記姿勢制御手段によ
    る姿勢制御を続行させる疑似車高信号付与手段と、 各車輪位置に対応した車高の変化速度を検出する車高変
    化速度検出手段と、 上記車高変化速度検出手段で検出される車高変化速度が
    小さくなるように前記給排制御弁を制御する他の姿勢制
    御手段と、 前記姿勢制御手段が前記疑似車高信号に基づいて姿勢制
    御を行なうときは、該疑似車高信号に基づかないで姿勢
    制御を行なう場合に比して、上記他の姿勢制御手段の制
    御ゲインが大きくなるように補正する制御ゲイン補正手
    段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  4. 【請求項４】車体と各車輪との間に架設され、作動流体
    の給排に応じて車高を調整するシリンダ装置と、 前記各シリンダ装置に対して個々独立して接続されたガ
    スばねと、 前記各シリンダ装置に対する作動流体の給排を行なう給
    排制御弁と、 各車輪位置に対応した車高を個々独立して検出する車高
    検出手段と、 前記各車高検出手段からの出力に基づいて得られる車体
    の実際の姿勢状態が、所定の姿勢状態となるように前記
    給排制御弁を制御する姿勢制御手段と、 前記車高検出手段の故障を検出する故障検出手段と、 前記故障検出手段によって前記車高検出手段の故障が検
    出されたとき、該故障が検出された車高検出手段からの
    車高信号に代えて疑似車高信号を前記姿勢制御手段に与
    えて、該疑似車高信号に基づいて前記姿勢制御手段によ
    る姿勢制御を続行させる疑似車高信号付与手段と、 各シリンダ装置の圧力を検出する圧力検出手段と、 上記圧力検出手段からの出力を受け、車体前部と後部と
    の間でのねじり力を抑制するように前記給排制御弁を制
    御する他の姿勢制御手段と、 前記姿勢制御手段が前記疑似車高信号に基づいて姿勢制
    御を行なうときは、該疑似車高信号に基づかないで姿勢
    制御を行なう場合に比して、上記他の姿勢制御手段の制
    御ゲインが小さくなるように補正する制御ゲイン補正手
    段と、 を備えていることを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
    おいて、 前記疑似車高信号が、少なくとも基準車高に基づいて設
    定される、ことを特徴とする車両のサスペンション装
    置。
  6. 【請求項６】請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
    おいて、 前記疑似車高信号が、前記基準車高に対応した信号その
    ものとして設定される、ことを特徴とする車両のサスペ
    ンション装置。
  7. 【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれか１項に
    おいて、 前記疑似車高信号が、少なくとも故障が検出された故障
    検出手段とは左右反対側の車高検出手段で検出される反
    対側車高に基づいて設定される、ことを特徴とする車両
    のサスペンション装置。
  8. 【請求項８】請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
    おいて、 前記疑似車高信号が、基準車高と故障が検出された故障
    検出手段とは左右反対側の車高検出手段で検出される反
    対側車高とに基づいて設定される、ことを特徴とする車
    両のサスペンション装置。
  9. 【請求項９】請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
    おいて、 前記疑似車高信号が、基準車高と故障が検出された故障
    検出手段とは左右反対側の車高検出手段で検出される反
    対側車高との偏差に基づいて設定される、ことを特徴と
    する車両のサスペンション装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101730447B1 (ko) * 2015-08-25 2017-04-27 한국기계연구원 차량의 서스펜션용 실린더장치

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